Mehrstufiger Nano Stromwandler Photovoltaikanlage

Liebe Community.

Bevor ich dieses Thema geschrieben habe, ist im Internet eine umfangreiche Suche getätigt, wo ich auf viele interessante Vorhaben und Experimente gestoßen bin, aber keine davon hat meine Aufgabe gelöst und die 2 grundlegende Fragen nicht beantwortet.

Damit keine Missverständnisse gibt und alle wissen, was ich im Sinn habe, verwende ich nachfolgende Bezeichnungen.

Der Aufbau meine mehrstufiger Nano Stromwandler Photovoltaikanlage soll wie auf der Skizze sein.
Daten:
PV1 bis n – Paneele haben unterschiedliche Spannungen (30 V bis 49 V) und unterschiedliche (100 W bis 250 W) Leistungen!
DC → DC – MPPT mit Gleichspannungswandler, V aut → 48 V DC
i → HVDC 240 V DC (20 DC → DC x 12 V DC )
Inverter 240 V DC → 230 V AC, 50 Hz


Ich weiß, daß ich die Aufgabe mit Microwechselrichter verwirklichen kann.

Es ist nicht nur eine Kostenfrage. Die kleinsten Wechselrichter fangen bei 600 W an also für meine Bedürfnisse viel zu viel.

Die Mikrowechselrichter wandeln DC → AC um was bei Reihenschaltung die Phasensynchronisation erfordert.

Und da ich für die Experimente nur alte Solarmodule mit max. 200 W verwende, kauf von Wechselrichter mit 500 W Leistung, ist ökonomisch völlig unwirtschaftlich.

Deswegen habe einen bereits vorhandenen - angeblich MPPT – Laderegler, welche laut Beschreibung auf der PV Seite bis 24 V verträgt, an einen 33 V PV Paneel angeschlossen, vgl. Foto

Es ist über 4 Stunden bei voller Sonne mit über 200 W gelaufen und der Radiator wurde nicht mal warm.


Meine Frage

an welcher Stelle auf der Platine kann ich die volle Ausgangsspannung „anzapfen“?

Ich habe eine Autoglühbirne an den Load Anschluss ( 2 Klemmen rechts) angeschlossen und obwohl der Multimeter (Mitte) 200 W zeigte, geht die Lampe mal an mal aus, obwohl es nur 50 W (100W) Leistung hat.

Bei Anschluss an die Batterie war dasselbe. Es scheint, dass der Laderegler zu große Stromabnahme erkennt und die Leistung verringerte.

Ich weiß, dass der Laderegler für das Batterieladen ausgelegt ist, aber es muss doch möglich sein, die DC Ausgangsspannung aus dem MPPT zu kriegen.

Habe im Internet sogar auf Englisch mit Übersetzer gesucht, aber keine Hinweise wie die Ströme verlaufen gefunden. Mein Englisch ist nur mit translativ und mag sein, dass mir das Fachwissen fehlt.

Sollte es tatsächlich nicht möglich sein, wie oben dargelegt die volle Ausgangsspannung anzuzapfen, alternativ bin ich bereit ein DIY Nano DC→ DC MPPT Converter Vaut → 48 V DC zu bauen.

Habe bereits eine interessante DIY 1kW Arduino MPPT Solar Charge Controller (ESP32 + WiFi) gefunden, ist aber für meine Bedürfnisse bis max. 250 W überdimensioniert.

2 Frage:

Alle 5 DC→ DC MPPT Nano Converter müssen parallel zu 240 V DC verbunden sein.

Somit muss die Ausgangsseite 240 V DC vertragen oder irre ich mich?

Jede andere preiswerte Lösungsmöglichkeit der Aufgabe wird berücksichtigt und die optimale als DIY Projekt mit Berichten hier verwirklicht.

Vielen Dank für Eure Vorschläge und Ideen.

Du kannst Panels mit gleicher Spannung parallel schalten und Panels mit gleichem Strom in Reihe. Als gleich gilt +- 5%. Leistung ist irrelevant.

Für das Thema Wechselrichter musst du untetscheiden :
Inselwechselrichter ( die man nicht ans stromnetz anschliessen kann )
Und Netzwechselrichter ( Inverter oder grid tie Inverter), die man nur ans Netz anschließen kann, solo können die nicht.
Und ganz wenige in der Oberklasse können beides.

Wie bitte?

Und was für ein mppt regler ist das? Ein PPM oder wirklich ein mppt?

Hallo
ich verstehe nur "Bahnhof". Das PV Modul hängt an der Platine rechts und das soll ein MPPT Laderegler sein. Was soll der ohne Batterie regeln. MPPT´s haben mindestens eine sichtbare dicke Spule. Die sehe ich nicht. Billige Angebote sind oft keine MPPT sondern PWM. Und wenn der Regler für einen 24 V Akku gedacht ist, dann macht er ohne Akku den Ausgang dicht (damit die nicht vorhandene Batterie nicht überladen wird).

Was meinst du mit Nano Converter? DC/DC Converter können entweder step up = höhere DC Spannungen oder step down (geringere Spannung) erzeugen. Wechselrichter (WR) können aus DC AC machen. Die üblichen netzgebundenen WR sind so ausgelegt, dass sie in Reihe geschaltet werden können. Wieviele an einem Strang zusammen geschaltet werden können, steht in den Datenblättern.

Tip: wenn du hast, klemm mal eine 24 V Akku an den (vermeintlichen) Mppt Laderegler. Wenn dann die PV Spannung ganz nah an der Akku Spannung ist, dann ist das kein Mppt.

L.G.

Es ist ein PWM Solarregler 12V 30A 20A 10A LCD Solar Photovoltaik Laderegler Daul USB 12/24V-DC für 12 V Akkus.
Innen sieht es so aus




Für die Experimente ist es egal, ob es ein MPPT oder PWM ist

Die Regeln wie PV Paneele geschaltet müssen, genauso wie alle Arten von Wechselrichter kenne ich auswendig.
Da es nicht sinnvoll ist, verschiedene (unterschiedliche V und W) Paneele in einem String zu verbinden, habe ich an Nano MPPT oder PWM mit DC-> DC Converter gedacht.

Das ist nicht egal. Das Eine ist nämlich ein Wandler (mit Speicherdrossel -> Transformator ) das andere ist ein Puls -weitenmodulator. Ein gepulster Schalter. Der nur die Spannung herunterregeln ( nicht den strom dabei
erhöhen ) kann. Gegen eine Last.
Und in feinem Bild fehlt die Speicherdrossel. Also ein PWM Regler.

Die Regeln für parallel und Reihenschaltung von panels habe ich dir oben gesagt. Was davon nicht sinnvoll sein soll, kannst du mir gerne erklären.
Wo hast du das gelernt? (Bitte nicht suff YT)

Ich habe lange zeit Panels parallel benutzt, 5 bzw 7 Stück, und sogar welche mit verschiedener Spannung (60 zeller und 72 Zeller).

PS: man nennt das unterschiedliche "Spannung" und "Leistung". Volt und Watt sind die Einheiten.

das jetz aber alles ziemlich wirr. sollen das optimizer werden?

warum kommen bei so vielen panels in reihe nur paar wenige watt zusammen?

so sieht ein sehr kleiner DC/DC Converter aus der als MPP verkauft wird. Dort kann man manuell den MPP einstellen. Der "trackt" aber nicht selbst, ist also kein MPPT. Die Dinger gibt es in der Variante step-down. Die Eingangsspannung muss dann größer sein, als die Ausgangsspannung. Ein für 12 V Systeme gedachtes Modul kann dann eine Spannung (einstellbar) von 11 bis 3 Volt produzieren und dabei das Modul im optimalen Arbeitspunkt fahren. Es gibt diese Teile auch als Step-up Variante. Dort wird die niedrigere Eingangsspannung hoch gesetzt.

Tip für deinen PWM Regler: du hast ihn auseinander gebaut. Dadurch fehlt nun das schwarze Alu am Boden. Es dient als Kühlkörper für die Transistoren. Die sind hinter der grauen Folie. Mach die Folie sauber und setze das Teil wieder zusammen. Sonst könnten die Transistoren zu heiß werden und Schaden nehmen.

Deine Idee von "Nano" Stromwandlern ist nicht neu. Es gibt sie als sog. Optimierer für die großen Module für Dachanlagen zu kaufen, in wetterfesten Gehäusen verbaut. Die müssen zu den Modulen passen und werden extern angesteuert, bzw. überwacht. Nötig ist das eigentlich nicht.

Wie man verschiedene Module zusammen schalten kann, hat dir @carolus schon erklärt. Entweder passt die Spannung (V) oder der Strom (A). Wenn beides nicht passt, kannst du mit DC/DC Convertern eine Anpassung vornehmen.

Deine Frage, ob alle DC/DC Wandler auf 240V kommen sollen, beantworte ich mit "NEIN". Das ist weder nötig noch ungefährlich. Die handelsüblichen kleinen WR für BKW haben viel niedrigere Eingangsspannungen bis 50 oder 60 V. Und bei den großen für Dachanlagen sind 400 bis 600 V vorgesehen.

Für deine Bedürfnisse (bis 250W) fehlt mir eine Angabe zum Verwendungszweck. Willst du Wechselstrom in das Hausnetz einspeisen? Dann lass die Finger von selbst gebauten Teilen. Das ist verboten. Es dürfen nur zertifizierte Geräte angeschlossen werden.

Willst du dagegen Gleichstrom bis max. 60 V erzeugen, in Akkus speichern,Glühlampen betreiben, usw. dann kannst du etwas selbst bauen oder mit einem gekauften MPPT Ladegerät arbeiten. Berichte mal, was du für Module hast. Liste für jedes Modul Voc, Vmpp, Ampp und Amax auf. Dann können wir dir helfen.

L.G.

Kannst du mir mal eine Quelle für die Dinger angeben?
Ich sehe die angabe mppt auf der Platine, allein fehlt mir der Glaube. Ich möchte mal die Angaben des Verkäufers lesen. Danke!

gern:

in der e-bucht suche nach MPPT und lass nach dem niedrigsten Preis sortieren.
L.G.

Das sieht tatsächlich echt nach Wandler aus, ob das Tracking ok ist kann man so natürlich nicht sagen. Ich werde das mal ausprobieren.

OK nur 30V und paar Watt, aber der CN3722 sieht interessant aus CN3722-太阳能充电管理-上海如韵电子有限公司-欢迎访问上海如韵电子有限公司主页!
Der "MPPT" eingang muss mit Trimmer auf MPP Spannung eingestellt werden und verfolgt die Eingangsspannung mit Temperaturkoeffizient. Besser als nix.

damit das funktionieren kann, muss das Teil wohl mit dem Modul thermisch verbunden werden. Es gibt zwar auch einen NTC Eingang, doch der soll die Akku Temperatur messen. Das ist "Spielzeug" aber für newbies mit kleinen Modulen macht es schon Sinn um erste Erfahrungen zu sammeln. :grinning_face:

L.G.

Ich hab mir sowas schon gedacht.

Der mpp ist ziemlich breit, sodass eine Festeinstellung, wenn sie denn richtig ist, ziemlich gut ist.

Besser als PWM ist das allemal. Hatte mal einen verbaut. Macht schon Sinn bei kleinen Anlagen. Auf das letzte Milliwatt kommt es ohnehin nicht an.

Liebe Carolus, ich würde mir die Mühe wirklich nicht machen ein neues Thema zu öffnen, wenn es tatsächlich anders wäre als ich schreibe. Ich habe mehrere einzelne Solarmodule, die höchstens 3 in paar Fälle 4 die gleiche Spannung und Leistung haben. Daraus lässt sich kein String machen.
Deswegen bin ich auf so eine Idee gekommen und bin mir bewusst, dass es außerhalb der Rahmen von Normalität ist, kann aber interessant werden.
Hier ein paar Fotos der Typenschilder der Solarmodule





Dazu kommt noch obendrauf, dass die Module mit zersplitterten Glas sind und örtlich beschädigte Solarstruktur haben. Ich habe einige Paare mit denselben Parameter nebeneinander gestellt und mit 2 gleichen Multimeter gemessen.
Obwohl die Stellungen und die Sonneneinstrahlung gleich war, waren unterschiedliche Spannungen und Leistungen zu erkennen. Um die Ungenauigkeit der Multimeter auszuschließen, habe ich die Multimeter getauscht und die Unterschiede waren dieselben, also Multimeter haben es richtig gemessen und angezeigt.

Um die maximale Wirkung zu erreichen, dachte ich, dass jeder Solarmodul sein eigenes MPPT kriegt und damit ich keine 50 mm² Kabel ziehen muss, muss ich in die Höhe mit der Spannung.

Ich habe zur Verfügung 25 m - Richtung S 162′ - und 52 m - Richtung W 253′ - Betonzaun auf dem ich die Solarpaneele senkrecht aufhängen werde.


Im Herbst letzten Jahren habe ich 13 ähnlichsten Paneele als Reihe in ein String verbunden. Zu meiner Verwunderung sogar bei sehr wenig Licht - von Sonneneinstrahlung gar keine Rede - in dem Zeitraum November - Februar hat diese String bei einer (Leerlaufspannung v. ca. 250 V DC) mit ca. 54 V DC zw. 150 W bis 200 W geliefert.

Die Paneele sind 90 Grad Ost mit 5 % Neigung, was in Winterzeit nicht besonders vorteilhaft war. Deswegen die Idee mit dem Aufhängen an dem senkrechten Zaun.
Es ist zwar nicht viel, aber bei der Berechnung nur 150 W x 8 St./T x 120 T. = 144 kWh, was ich in meinen 48 V, 700 Ah Bleiakku gespeichert und bei Bedarf genutzt habe. Der Wechselrichter war ausgeschaltet, weil sonst hätte es der Wechselrichter für eigenen Verbrauch konsumiert.

OK das ist weniger wirr :slight_smile:

Panels mit löchern (Hageldurchschlag) aussortieren das funkt nur wenns regnet. Die taugen nur noch zum laden einer 12V Batterie z.B. für Licht

Panels mit Glasbruch in Waage hinlegen, Gemisch aus Benzin und Bio- Kettensägenöl 1:10 ungfähr draufkippen bis die Risse vollgelaufen sind. Benzin verfliegt, Öl verharzt, die Risse füllen sich auf. Am besten morgens an einem Sonnentag. Nachmittags die Ölreste runterwischen - Vorsicht Splitter. Hab ich so gemacht läuft schon paar Jahre

Hohe Spannung ist keine gute Idee, die Isolation ist beschädigt. bleib besser bei Schutzkleinspannung. Es macht nur Stress wenn du Nachbars Katze grillst

Kannst immer 2-3 Panels - mit gemessen annähernd gleichem Kurzschlußstrom - in Reihe schalten und damit jeweils auf nen Laderegler?

Lieber Darius, das abtrennen kann ich für dich auch gerne machen.

Wenn du gesplitterte oder beschädigte Module hast, müsste man natürlich nach der tatsächlichen Leistungsfähigkeit der module schauen.
Die Alterung ubrigens auch, das sehe ich an 15 jahre alten modulen, die ich betreibe.

Aber ansonsten gilt, was ich dir 2 mal und ein anderer einmal gesagt hat gleiche Spannungen kannst du parallel schalten . Gleiche Ströme kannst du in Reihe schalten. Als gleich gilt +- 5 %, notfalls auch 10 %.
Von deinen mit typschild gezeigten kann man nach den daten die ersten drei parallel oder die letzten drei in Reihe schalten.

Und nochmals: Die Leistung spielt bei diesen betrachtungen keine Rolle!!!

Von deiner Reihenschaltung kann man sogar an deinen daten sehen (240 V leerlauf und 50 V mpp), dass du diese Regel nicht eingehalten hast.

Ich habe östlich der Oder einen Kumpel, für den ich vor 5 Jahren solche Paneele gekauft habe. Er hat die Hälfte zum Experiment mit einem Epoxidharz, der sehr zähflüssig ist, ganz dünn übergossen und die andere Hälfte auf dem Betonzaun aufgehängt.
Ergebnisse:
Die Kosten und Mühe mit dem Epoxidharz war umsonst, weil die unbehandelte Paneele bis heute Strom liefern. Den Rest kann sich jede denken.
Selbst wenn es funken und brennen soll, dem Betonzaun wird nichts ausmachen und der Grünstick auf der anderen Seite des Zaunes gehört mir.